Problematika dusíkaté výživy jarního ječmene

15. 04. 2024 Prof. Dr. Ing. Luděk Hřivna a kol. Výživa a stimulace Zobrazeno 396x

Výroba ječného sladu špičkové kvality se neobejde bez kvalitní suroviny. Kvalitní surovinou rozumíme homogenní partie ječného zrna, vyznačujícího se dostatečnou extraktivností, tj. maximálním obsahem škrobu a přiměřeným obsahem dusíkatých látek s vysokou biologickou hodnotou, spočívající ve vysoké klíčivosti a také rychlosti klíčení.

Problémem současné doby je značná nevyrovnanost ve sladovnické kvalitě, která je zapříčiněna významným poklesem výměry dané plodiny při stagnujícím nebo jen mírně rostoucím výnosu, čímž se snižuje nabídka a možnost výběru opravdu kvalitních partií zrna pro výrobu sladu. Situaci zhoršují také výkyvy v průběhu povětrnosti, především deficit srážek anebo jejich nerovnoměrnost v průběhu vegetace. V neposlední řadě se často setkáváme i s výraznými nedostatky v agrotechnice, což vzhledem ke krátké vegetační době dané plodiny eliminuje možnosti případné nápravy.

Význam předplodiny

U ječmene bezesporu platí, že je plodinou „staré půdní síly“, tzn. vyžaduje pozemek dobře připravený s dostatkem přístupných živin. Významnou roli zde hraje předplodina, kvalita posklizňových zbytků, jejich ošetření před zapravením, samotný termín zapravení a podmínky pro jejich rozklad. Tato skutečnost ovlivňuje i dávku N-hnojiv pro základní hnojení při předseťové přípravě.

Vliv předplodiny se umocňuje v případě zaorání posklizňových zbytků, a to nejenom v dosaženém výnosu zrna, ale také v jeho kvalitě (Hřivna, 2003). Potvrzují to i výsledky dvouletého monitoringu (tab. 1), který ukázal vysokou hodnotu cukrovky jako předplodiny, což potvrzují i výsledky bilance živin zaorávaných v chrástu cukrovky (tab. 2). Množství živin akumulovaných v chrástu na konci září, přepočtených na 1 ha pěstební plochy jako průměr z pěti pokusných stanovišť na Opavsku, představuje nemalé hodnoty (Hřivna et al., 2014). Vzhledem k tomu, že plochy okopanin v posledních letech výrazně poklesly, ubylo i kvalitních předplodin. Jarní ječmen je stále častěji pěstován po obilninách, kdy se zaorává velké množství posklizňových zbytků se širokým poměrem C : N (80–100 : 1). To samozřejmě komplikuje i dynamiku změn půdního dusíku, což může významně ovlivnit nejenom výnos, ale také technologickou kvalitu zrna.

Rozklad posklizňových zbytků při absenci aplikace dusíku na slámu je pomalý, mikroorganizmy odpovědné za rozklad pak poutají dusík z půdní zásoby a vzcházející a odnožující rostliny ječmene trpí jeho nedostatkem. To se negativně odráží v nízkém počtu produktivních odnoží a potažmo i v neuspokojivém výnosu.

Naopak je-li předplodinou např. cukrovka, a zaoráme-li všechny posklizňové zbytky, které obsahují velké množství živin a také dusíku (tab. 3), hrozí jejich nekontrolovatelné uvolňování v průběhu celé vegetace. Posun mineralizace posklizňových zbytků cukrovky do pozdějších jarních měsíců bývá aktuální při pozdní sklizni této plodiny a je odvislý od hloubky zaorání posklizňových zbytků, zvláště pak u těžkých půd. Roli zde hraje také to, zda zaoráváme chrást čerstvý nebo zavadlý.

Tab. 1: Výnos a kvalita zrna ječmene podle předplodiny

Tab. 2: Akumulace živin porostem cukrovky

Tab. 3: Průměrné hodnoty obsahu živin v sušině posklizňových zbytků (Richter et al., 2013)

Význam dusíkatého hnojení

Klíčovým prvkem k dosažení trvale vysokých výnosů je dusík, obvykle nejvíce limitující minerální živina pro růst a vitalitu rostlin. Je zapojen do všech metabolických procesů rostliny a důležité je, aby měl ječmen dusík k dispozici v době, kdy ho skutečně potřebuje. Zemědělská praxe zpravidla funguje tak, že je dusík aplikován ve vyšších dávkách před setím a pak se dolaďuje jeho dávka během odnožování, případně na počátku sloupkování porostu. Případné dohnojení je velkou měrou závislé také na průběhu povětrnosti. Při aplikaci dusíkatých hnojiv by se měl brát zřetel rovněž na obsah přístupného dusíku v půdě, který vzniká přirozenou mikrobiální aktivitou.

Vzhledem k tomu, že řada pěstitelů je zvyklá aplikovat dusíkatá hnojiva v průběhu předseťové přípravy půdy, a to často pouze jednorázově a dále už se o porost z hlediska výživy nestarat, zhoršují se často zcela zbytečně disproporce ve výživném stavu rostlin, snižuje se výnos zrna a zhoršuje jeho kvalita. Je proto nezbytně nutné změnit přístup k výživě a hnojení sladovnických ječmenů a racionalizovat ho.

Proto, abychom to mohli provést, je nutné provádět odběr vzorku zeminy na stanovení N_min před setím a odběry vzorků rostlin 2× během vegetace, přičemž první odběr by měl být směřován na počátek odnožování a druhý na počátek sloupkování. V rámci odběru stanovíme hmotnost sušiny 1 rostliny a v sušině obsah N a ostatních živin. Z grafu 1, který ukazuje 5leté výsledky pokusů, je patrné, že nejvyšší odběr dusíku rostlinou spadá do období odnožování až první poloviny sloupkování porostu (Hřivna, 2011).

V průběhu vegetace může být dusík přijímán různou intenzitou, která se odvíjí od jeho zásoby v půdě a také od povětrnostních podmínek, především vláhových. Platí zde to, že s rostoucí alokací dusíku do biomasy porostu dochází ke snižování jeho koncentrace v sušině biomasy, což je způsobeno zřeďovacím efektem, který je úměrný rychlosti růstu rostlin. Z výsledků, které máme k dispozici, můžeme odvodit, jaká by měla být koncentrace dusíku v sušině porostu v různých vegetačních fázích (graf 2). Pokud je obsah dusíku v dané fázi výrazně vyšší, hrozí v zrnu ječmene riziko vysokých N-látek. Naopak při nižší koncentraci dusíku může hrozit i nižší obsah N-látek pod hranicí 10 %, což je z pohledu sladařského hodnocení a využití rovněž problematické. Vzhledem ke znalosti obsahu N-látek v sušině rostlin v jednotlivých vývojových fázích během vegetace můžeme v případě výraznějších odchylek cíleně reagovat a nepříznivý stav do značné míry eliminovat. V případě nízké koncentrace dusíku v sušině přihnojit dusíkem, a to i v relativně pokročilé fázi vegetace. Naopak je-li obsah dusíku vysoký, cílenými zásahy můžeme jejich obsah v zrnu ječmene usměrňovat.

Kumulace dusíku v zrnu je mimo jiné ovlivněna také množstvím založených výnosových prvků. Významnou roli zde hraje tzv. produktivní hustota porostu, kterou chápeme jako počet plodných stébel na jednotce plochy (Moudrý, 2003). Je závislá od výsevku a úrovně odnožení porostu. Dále pak je to počet zrn v klasu, který je indikátorem akumulační kapacity klasu (Kostrej et al., 1998). Z hlediska výnosu je důležitá HTZ, která je ovlivněna aktivním plněním zrna. To lze rozdělit na:

1. počáteční (pomalé) období naplňování zrn, které trvá 15–18 dní po kvetení,
2. fáze rychlého růstu a intenzivní akumulace sušiny v zrnu (v tomto období se nahromadí až 90 % sušiny), probíhá v době 18–35 dní po kvetení,
3. fáze s trvale se snižující rychlostí růstu a pomalého naplňování, je ukončena plnou zralostí zrna.

Z pohledu eliminace vysokého obsahu N-látek v zrnu je důležité, aby období tvorby zrna, spojené s tokem asimilátů do zrna, probíhalo co nejdéle, protože se tím zvyšuje jistota zředění vyššího obsahu N-látek akumulovanými polysacharidy (škrobem).

Z těchto biologických procesů vyplývá pro jarní ječmen požadavek zajistit dynamický rozvoj asimilačních orgánů již v raných vývojových fázích a v období tvorby zrna usměrnit tok asimilátů (sacharidů) do klasů, což zajistí výnos zrna a jeho kvalitu.

K dosažení tohoto cíle je účelné provádět korekci výživného stavu rostlin v rozhodujících vývojových fázích a usměrňovat obsah prvků v rostlině tak, aby přes metabolizmus rostliny byly posíleny nejen výnosové prvky, ale i kvalitativní parametry zrna jarního ječmene. Pro dusík to znamená směrovat jeho aplikaci do 3 klíčových období (graf 3).

Graf 1: Čerpání dusíku během vegetace

Graf 2: Dynamika změn obsahu dusíku v interakci s tvorbou sušiny nadzemní biomasy

Graf 3: Možnosti rozvržení vypočítané dávky N hnojiv

Význam hnojení sírou

Pro efektivní využití dusíku je nezbytné počítat i s uplatněním síry. Bylo prokázáno, že jak aplikace dusíku, tak i síry má pozitivní vliv na tvorbu jednotlivých orgánů rostlin. To ale neplatí tehdy, je-li dávka dusíku nízká stejně tak, jako když současně s dusíkem síra aplikována není vůbec. Potvrdilo se, že společná aplikace dusíku a síry přispívá k jejich rychlejší kumulaci v nadzemní biomase rostlin, což může být efektivní především v období odnožování a na počátku sloupkování porostu (Hřivna, 2011).

Možnosti eliminace dusíku v zrnu ječmene

Silný, zapojený porost s optimálním počtem produktivních odnoží na jednotku plochy je předpokladem bezproblémové kvality zrna. Proto, abychom takový porost vytvořili, musíme zajistit dostatek živin, a to i dusíku, hned od počátku vegetace. Podmínkou jsou i příznivé povětrnostní podmínky, především dostatek půdní vláhy. Hřivna et al., (2012) testovali vztah mezi obsahem dusíku v sušině rostlin, případně jeho čerpáním a obsahem bílkovin v zrnu ve 4 růstových fázích (BBCH 24, 30, 43 a 65). Prokázali, že na obsah bílkovin v zrnu ječmene má vliv především obsah dusíku v sušině biomasy. Zatímco v počátečních fázích vegetace je tato závislost záporná (BBCH 24), později se mění na kladnou (BBCH 65). Podobné vztahy byly prokázány i mezi čerpáním síry a obsahem bílkovin v zrnu. Záporná korelace existuje také mezi obsahem bílkovin a škrobu v zrnu, což podporuje význam zřeďovacího efektu (tab. 4).

Z uvedených výsledků jednoznačně vyplývá, že základem pro eliminaci dusíkatých látek v zrnu ječmene je i cílená aplikace N-hnojiv nejlépe před setím. Tím je hned od počátku vegetace podpořena akumulace dusíku v rostlině, podporující dostatečné odnožení porostu a následnou diferenciaci produktivních odnoží, které mají z pohledu obsahu N-látek v zrnu spíše zřeďovací efekt. Dostatečná listová plocha a hmotnost sušiny jedné rostliny je pak předpokladem pro následný kvalitní vývoj porostu během celé vegetace. Cílem tedy je, aby byla koncentrace dusíku v sušině nadzemní hmoty na počátku odnožování na úrovni cca 5 % N. Vysoká koncentrace dusíku na počátku vegetace přispěje k vytvoření mohutného asimilačního aparátu, který je méně zranitelný z pohledu případného nekontrolovaného příjmu N v pozdějších fázích vegetace, např. v důsledku uvolnění reziduálního dusíku mineralizací, což může nekontrolovaně zvýšit obsah N-látek v zrnu.

V průběhu vegetace se můžeme setkat také s tím, že obsah dusíkatých látek v sušině porostu je příliš vysoký a hrozí nebezpečí vysokého obsahu bílkovin v zrnu. Pokud zjistíme danou situaci na počátku sloupkování, jeví se dle našich výsledků jako efektivní uplatnění hnojiv obsahujících molybden.

Podobně můžeme využít pomocné rostlinné přípravky s obsahem biologicky aktivních látek, k nimž patří i huminové a fulvonové kyseliny. Huminové látky mohou ovlivňovat jak dýchání, tak fotosyntetický proces. Stimulační účinky huminových látek přímo korelují se zvýšeným příjmem makroživin, jako je N, P, S a mikroživin, jako jsou Fe, Zn, Cu a Mn (Nardi et al., 2002). Kyselina huminová je organický biostimulátor, který významně ovlivňuje růst a vývoj rostlin a zvyšuje výnos plodin, stimuluje rostlinné enzymy, hormony a zlepšuje mj. úrodnost půdy (Mayhew, 2004).

Podobné efekty jsme zaznamenali i po použití některých hnojiv určených pro mimokořenovou výživu, např. hnojiv s obsahem fosforu.     Účinné z pohledu snížení obsahu dusíku v zrnu mohou být i růstové hormony (cytokininy), aplikované v kombinaci s vybranými makro a mikroelementy. Dalším možným řešením, které příznivě působí nejen na tvorbu výnosových prvků, ale i kvalitu zrna, je pak uplatnění extraktů z mořských řas, např. GA 142 (Ascophyllum nodosum).

Využití fungicidů ze skupiny strobilurinů prodlužuje vegetaci, udržuje porost zdravý a tím zajišťuje plnohodnotný růst a vývoj zrna. Bezdíčková (2017) v rámci 5letých pokusů docílila řízenou aplikací přípravku Cerone a aplikací přípravku Fandango snížení obsahu N až o 0,9 %.

Tab. 4: Hodnocení vztahů mezi obsahem N v sušině rostlin a bílkovin v zrnu

Závěr

Výše uvedené příklady s použitím vybraných přípravků ukazují na možnosti ovlivnění až snížení obsahu dusíkatých látek v zrnu. Chtěli bychom upozornit na to, že možností, jak ovlivnit obsah dusíkatých látek v zrnu ječmene je podstatně více. Na trhu je v současnosti celá řada přípravků, které mají často podobné složení. Výše uvedené možnosti je proto potřeba brát jen jako jedny z mnoha.

Literatura je k dispozici u autorů.